如何利用放大器设计鲁棒高性价比的解决方案一

时间:2012-09-26来源:网络
额定最大值,器件可能会受损。

  ADA4091 和 ADA4096, 等过压保护放大器所用的ESD结构不是二极管,而是DIAC 器件(双向“交流二极管”),这使得此类放大器即使没有电源也能承受过压状况。

  

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  图1. 差分放大器高端电流传感器。如果VSY 先于VCC,上电,放大器的输入电压或电流可能会超过数据手册规定的最大值

运算放大器中的故障状况

  图2显示了一个N沟道JFET输入级 (J1, J2, R1, and R2), 后接一个第二增益级和输出缓冲器(A1)。当开环放大器在其额定IVR范围内时,差分输入信号 (VIN+ – VIN–)与VDIFF.180度异相。连接为单位增益缓冲器时(如图所示),如果VIN+的共模电压超过放大器的IVRJ1’的栅极-漏极进入未夹断状态并传导整个200 µA级电流。只要J1’的栅极-漏极电压仍然反向偏置VIN+的进一步增加就不会导致 VDIFF变化 (VOUT仍然处于正供电轨). 然而,一旦J1’的栅极-漏极变为正偏,VIN+的进一步增加就会提高A1反相输入端的电压,导致输入信号与 VDIFF之间发生不需要的反相.

  

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  图2. N沟道JFET输入运算放大器结构示意图

  图3显示了A1输出端反相的一个示例。与双极性输入放大器不同,JFET放大器的输入未箝位,因而易发生反相。CMOS放大器的栅极与漏极电隔离,一般不会发生反相。如果确实会发生反相,运算放大器制造商一般会在数据手册中说明。下列条件下可能发生反相:放大器输入端不是CMOS,最大差分输入为VSY, 数据手册未声明不会发生反相。虽然反相本身不是破坏性的,但它能导致正反馈,进而使伺服环路不稳定.

  

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  图3. 当VIN超过额定IVR时,输入反相导致放大器输出负值

  系统设计师还必须关注放大器输入超出电源范围时会发生什么。这种故障状况通常发生在电源时序控制导致一个源信号先于放大器电源激活时,或者在开启、关闭或工作中电源出现尖峰时。对于大多数放大器,这种状况是破坏性的,尤其是如果过压大于二极管压降。

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关键词: 放大器 鲁棒 高性价比

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